JPS62173137A - Rectilinear guide apparatus - Google Patents

Rectilinear guide apparatus

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JPS62173137A
JPS62173137A JP1469486A JP1469486A JPS62173137A JP S62173137 A JPS62173137 A JP S62173137A JP 1469486 A JP1469486 A JP 1469486A JP 1469486 A JP1469486 A JP 1469486A JP S62173137 A JPS62173137 A JP S62173137A
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JP
Japan
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base
sliding
track base
linear motor
track
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JP1469486A
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Hiroshi Teramachi
博 寺町
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Abstract

PURPOSE:To make a device perform both jogging and rapid traverse motions in a highly accurate manner, by installing each sliding block at both sides of a track base of a rectilinear guide apparatus for a numerically controlled machine tool or the like via a guide mechanism. CONSTITUTION:Each needle 40 of linear motor mechanisms 6 and 7 to be installed side by side between a track base 1 and each of sliding blocks 3 and 5 is attached to each of these sliding blocks 3 and 5 via flexible members 36 and 37. Therefore, at the time of clamping these sliding blocks 3 and 5 to the track base 1, it will merely do that voltage acting on these linear motor mechanisms 6 and 7 is raised high. That is to say, an exciting part of each needle 40 is strongly excited, and each of these flexible members 36 and 37 is elastically deformed whereby each needle 40 is attracted to each of corresponding stators 30 and clamped. And, at the time of relatively shifting these sliding blocks 3 and 5 to the track base 1, if voltage acting on these linear motor mechanisms 6 and 7 is lowered to some extent, a lockup between each needle 40 and these stators 30 is released, thus these sliding blocks 3 and 5 are relatively guided to the track base 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野1 この発明は、NCマシン等の工作機械におけるX−Y−
Z軸、自動工具交換装置、自動溶接機、射出成型機、工
業用ロボット等の一般産業機械のスライド部において直
線往復運動を案内する直線案内装置に係り、特に、微動
及び早送りを高精度に行なうことが可能な直線案内装置
の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field 1] This invention relates to the X-Y-
It relates to linear guide devices that guide linear reciprocating motion in sliding parts of general industrial machines such as Z-axis, automatic tool changers, automatic welding machines, injection molding machines, industrial robots, etc., and in particular performs fine movements and rapid traverse with high precision. This invention relates to an improvement of a linear guide device capable of achieving this.

[従来の技術] 従来この種の直線案内装置としては、固定ベット上に設
けられた軌道台と、この軌道台の長手方向に沿って案内
機構を介して案内される摺動台とからなるもので、上記
固定ベットにボールねじ軸を軸支すると共に、このボー
ルねじ軸に螺合するボールナツトを上記摺動台に連結し
、また、上記固定ベットにボールスプライン軸を軸支す
ると共に、このボールスプライン軸に嵌合された外筒を
上記ボールナツトに連動機構を介して連動させ、更に、
上記ボールねじ軸とボールスプライン軸とに夫々駆動モ
ータを連結したものがある(特願昭58−198803
号)。
[Prior Art] Conventionally, this type of linear guide device consists of a track base provided on a fixed bed and a sliding base guided along the longitudinal direction of the track base via a guide mechanism. A ball screw shaft is pivotally supported on the fixed bed, and a ball nut that is screwed onto the ball screw shaft is connected to the sliding table, and a ball spline shaft is pivotally supported on the fixed bed, and the ball An outer cylinder fitted to the spline shaft is interlocked with the ball nut via an interlocking mechanism, and further,
There is a device in which drive motors are connected to the ball screw shaft and ball spline shaft, respectively (Japanese Patent Application No. 58-198803
issue).

このタイプによれば、上記各駆動モータの回転方向及び
回転速度を適宜調整すれば、上記摺動台は軌道台に対し
て微動若しくは早送りされるのである。
According to this type, by appropriately adjusting the rotational direction and rotational speed of each of the drive motors, the sliding table can be moved slightly or quickly relative to the track.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、このような従来の直線案内装置にあって
は、摺動台を直線運動させるために、二つの駆動モータ
、ボールねじ、ボールスプライン等が必要になるため、
夫々の取付はスペースを確保しなければならなくなる分
、装置が大型化してしまうという問題が生ずる。また、
上記従来例においては、ボールねじやボールスプライン
を使用しているため、回転トルクによりボールねじ軸や
ボールスプライン軸に捩れが生じたり、ボールねじ軸と
ボールナツトとの間あるいはボールスプライン軸と外筒
との間にバックラッシュが発生することは避けられず、
その分、摺動台の応答性が悪く、位置決め精度を大幅に
^めることは困難であった。更に、ボールねじやボール
スプラインが摺動台に取付けられているため、摺動台の
重ωが増加する分溜動台の慣性力が大きくなり、始動時
や停止時の応答性がそれだけ悪くなるという問題があっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional linear guide device, two drive motors, a ball screw, a ball spline, etc. are required to linearly move the slide table. For,
Since space must be secured for each installation, a problem arises in that the device becomes larger. Also,
In the above conventional example, since a ball screw and a ball spline are used, rotational torque may cause twisting of the ball screw shaft or ball spline shaft, or between the ball screw shaft and the ball nut or between the ball spline shaft and the outer cylinder. It is inevitable that backlash will occur between
As a result, the responsiveness of the slide table was poor, making it difficult to significantly improve positioning accuracy. Furthermore, since the ball screw and ball spline are attached to the sliding table, the weight ω of the sliding table increases, which increases the inertia of the sliding table, which worsens the response when starting and stopping. There was a problem.

そこで、本発明者は、先に、長手方向に沿って延びる軌
道台と、この軌道台の一方面側長手方向に沿って案内機
構を介して案内される第一摺動台と、上記軌道台の他方
面側長手方向に沿って案内機構を介して案内される第二
摺動台と、上記軌道台の第一摺動台側にその長手方向に
沿って設けられた幅方向に延びる多数の歯を有する第一
固定子及び第一摺動台側に上記第一固定子との間に所定
のクリアランスを維持して取付けられた複数の励磁部を
有する第一可動子で構成されて上記第一摺動台を駆動す
る第一リニアモータ機構と、上記軌道台の第二摺動台側
にその長手方向に沿って設けられた幅方向に延びる多数
の歯を有する第二固定子及び第二摺動台側に上記第二固
定子との間に所定のクリアランスを維持して取付けられ
た複数の励磁部を有する第二可動子で構成されて上記第
二摺動台を駆動する第二リニアモータ機構とからなる直
線案内装置を既に提供している(特願昭59−2212
95号)。
Therefore, the present inventor first developed a track base that extends along the longitudinal direction, a first sliding base that is guided along the longitudinal direction of one side of the track base via a guide mechanism, and a track base that is guided along the longitudinal direction of the track base. a second sliding table guided along the longitudinal direction on the other side of the track via a guide mechanism; and a large number of widthwise extending slides provided along the longitudinal direction on the first sliding table side of the track base. The first movable element is composed of a first stator having teeth and a first movable element having a plurality of excitation parts attached to the first sliding table side while maintaining a predetermined clearance between the first stator and the first stator. a first linear motor mechanism for driving one sliding table; a second stator having a large number of teeth extending in the width direction provided along the longitudinal direction of the second sliding table side of the track; a second linear movable element having a plurality of excitation parts mounted on the sliding table side with a predetermined clearance maintained between the second stator and the second stator and driving the second sliding table; We have already provided a linear guide device consisting of a motor mechanism (Japanese Patent Application No. 59-2212).
No. 95).

このタイプによれば、送り機構を別途に設ける必要がな
く、装置の小型化を図ることができるほか、ボールねじ
やボールスプライン等の回転誤差のある回転部分をなく
して、可動部分の軽量化を図ると共に、摺動台の応答性
、位置決め精度を向上させることが可能になる。
According to this type, there is no need to provide a separate feeding mechanism, which allows the device to be made more compact.It also eliminates rotating parts that have rotational errors, such as ball screws and ball splines, and reduces the weight of movable parts. At the same time, it becomes possible to improve the responsiveness and positioning accuracy of the slide table.

しかしながら、このようなタイプにあっても、何等かの
作業をするために目的の地点で摺動台を一時的に停止さ
せる場合には別にクランプ装置等の固定手段を設ける必
要が生じ、この固定手段を別個に設ける分だけ余分なス
ペースが必要になるばかりか、装置のコストアップを招
き、しかも、この固定手段については、直線案内装置に
対して高精度の動作が要求されればそれに対応するil
a精度の動作が要求され、この動作の精度が低いと直線
案内装置自体の動作の精度をも低下させることになり、
円滑な直線案内を行なう上でそのバランスが崩れるとい
う問題があり、この点で改善の余地があった。
However, even with this type, if the slide table is to be temporarily stopped at a desired point for some kind of work, it is necessary to provide a separate fixing means such as a clamp device. Providing the means separately not only requires extra space, but also increases the cost of the device.Moreover, this fixing means must be able to accommodate the high precision movement required for the linear guide device. il
A precision movement is required, and if the precision of this movement is low, the precision of the movement of the linear guide device itself will also be reduced.
There is a problem in that the balance of smooth linear guidance is lost, and there is room for improvement in this respect.

[問題点を解決するための手段] この発明は、以上の問題点に着目してなされたものであ
って、送り機構及びクランプ装置等の固定手段を別途に
設けることなく、微動や早送り可能な直線案内及びその
停止動作を高精度に行えるようにした直線案内装置を提
供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is capable of fine movement and rapid movement without separately providing fixing means such as a feeding mechanism and a clamp device. The present invention provides a linear guide device that is capable of performing linear guide and stopping operations with high precision.

すなわち、この発明に係る直線案内装置は、長手方向に
沿って延びる軌道台と、この軌道台の一方面側長手方向
に沿って案内機構を介して案内される第一摺動台と、上
記軌道台の他方面側長手方向に沿って案内機構を介して
案内される第二摺動台と、上記軌道台の第一摺動台側に
その長手方向に沿って設けられた幅方向に延びる多数の
歯を有する第一固定子及び第一摺動台側に上記第一固定
子との間に所定のクリアランスを維持して取付けられた
複数の励磁部を有する第一可動子で構成されて上記第一
摺動台を駆動する第一リニアモータ機構と、上記軌道台
の第二摺動台側にその長手方向に沿って設けられた幅方
向に延びる多数の歯を有する第二固定子及び第二摺動台
側に上記第二固定子との間に所定のクリアランスを維持
して取付けられた複数の励磁部を有する第二可動子で構
成されて上記第二摺動台を駆動する第二リニアモータ機
構とからなり、上記各リニアモータ機構の可動子を可撓
性部材を介して各摺動台に取付けたものである。
That is, the linear guide device according to the present invention includes a track base extending along the longitudinal direction, a first sliding base guided along the longitudinal direction on one side of the track base via a guide mechanism, and the track base. a second sliding table guided along the longitudinal direction of the other side of the table via a guide mechanism; and a plurality of sliding tables extending in the width direction provided on the first sliding table side of the track table along the longitudinal direction. The above-mentioned movable element is composed of a first stator having teeth of a first linear motor mechanism that drives the first sliding base; a second stator having a large number of teeth extending in the width direction provided along the longitudinal direction of the track on the second sliding base side; A second movable element having a plurality of excitation parts mounted on the second sliding table side with a predetermined clearance maintained between the second stator and the second stator, and driving the second sliding table. The movable member of each linear motor mechanism is attached to each slide table via a flexible member.

このような技術的手段において、軌道台と各摺動台との
間に介装される各リニアモータ機構としては、可変リア
クタンス型、永久磁石型あるいはこれらを複合した複合
型のいずれのものであってもよいが、高精度、高推力を
得る上で好ましくは永久磁石と励磁コア先端部に固定子
の歯と相対峙する複数の誘導子歯が設けられた複数の電
磁石とを備えた複合型のものがよい。
In such technical means, each linear motor mechanism interposed between the track base and each sliding base may be a variable reactance type, a permanent magnet type, or a composite type that combines these. However, in order to obtain high precision and high thrust, it is preferable to use a composite type equipped with a permanent magnet and a plurality of electromagnets in which a plurality of inductor teeth are provided at the tip of the excitation core facing the teeth of the stator. The one is good.

また、上記リニアモータ機構の可動子に組込まれた複数
の励磁部を励磁する方式としては、この可動子励磁部に
対して常時−組だけ電流を流してステップ送りする一相
励磁方式であってもよく、また、可動子励磁部に対して
常時二相電流を流してステップ送りする二相励磁方式で
あってもよいが、好ましくは、高推力を得ることができ
、しかも、減衰振動が少なく且つ広い周波数範囲に対し
て応答が可能な二相励磁方式のものが望ましい。
Further, as a method for exciting the plurality of excitation parts incorporated in the movable element of the linear motor mechanism, a one-phase excitation method is used in which a current is always applied to the movable element excitation part and the current is fed step by step. It is also possible to use a two-phase excitation method in which a two-phase current is constantly applied to the movable excitation section to feed it in steps, but it is preferable that a high thrust can be obtained and there is little damped vibration. In addition, a two-phase excitation type that can respond to a wide frequency range is desirable.

更に、上記各リニアモータ機構の可動子を各摺動台に取
付ける際に使用する可撓性部材としては、板バネ、重ね
板バネ、コイルバネ等の各種のスプリングを挙げること
ができるが、動作範囲が僅かでよく、その取付は作業性
を考慮すれば、好ましくは板バネである。
Furthermore, various types of springs such as leaf springs, stacked leaf springs, and coil springs can be used as flexible members used when attaching the movable element of each of the above linear motor mechanisms to each slide table, but the operating range is limited. It is preferable to use a plate spring for mounting, considering workability.

更にまた、上記可撓性部材を介して各リニアモータ機構
の可動子を各摺動台に取付ける方法についても、夫々の
摺動台に対して可動子が可撓性部材の撓み分だけ動くこ
とができるように取付けられれば特に制限はないが、好
ましくは各摺動台に開口を形成し、可撓性部材によって
この開口内にリニアモータ機構の可動子を上下方向移動
可能に遊嵌する方法で取付けるのがよい。
Furthermore, regarding the method of attaching the movable element of each linear motor mechanism to each slide table via the above-mentioned flexible member, the movable element moves relative to each slide table by the amount of deflection of the flexible member. There is no particular restriction as long as it can be installed in such a way that it can be mounted, but a preferred method is to form an opening in each sliding base and loosely fit the movable element of the linear motor mechanism into this opening using a flexible member so that it can move in the vertical direction. It is best to install it with

また、この軌道台と各摺動台との間に介装される案内機
構についても、特に制限があるものではないが、安定し
た直線摺動と直線案内を行なうためには、多数のボール
を有する直線案内ボールベアリングや多数のローラを有
する直線案内ローラベアリングが好ましい。
In addition, there are no particular restrictions on the guide mechanism installed between this track base and each sliding base, but in order to perform stable linear sliding and linear guidance, it is necessary to use a large number of balls. Linear guide ball bearings with a linear guide ball bearing and linear guide roller bearings with a large number of rollers are preferred.

また、この発明に係る直線案内装置の使用態様としては
、固定ベット等の固定部材に一方の摺動台を固定設置し
、他方の摺動台を軌道台と相対的に移動させるようにし
てもよいし、固定部材に上記軌道台を固定設置し、両店
動台を相対的に移動させようにしてもよい。特に前者の
場合には、複数の案内支持機構で上記軌道台を案内支持
し、軌道台の移動時における振動を防止するように設計
することが必要である。
Further, as a mode of use of the linear guide device according to the present invention, one sliding table may be fixedly installed on a fixed member such as a fixed bed, and the other sliding table may be moved relative to the track base. Alternatively, the track base may be fixedly installed on a fixed member, and the two movable bases may be moved relative to each other. Particularly in the former case, it is necessary to guide and support the track base with a plurality of guide and support mechanisms and to design the track base to prevent vibration during movement.

[作用] 上述したような技術的手段によれば、軌道台と各摺動台
との間に介装されるリニアモータ機構の各可動子は可撓
性部材を介して各摺動台に取付けられているので、軌道
台に対して各摺動台を固定する際には各リニアモータ機
構に作用する電圧を高くすればよく、各可動子の励磁部
が強く励磁され、夫々の可撓性部材を弾性変形させるこ
とにより各可動子が夫々対応する固定子に吸着されて固
定され、また、軌道台に対して各摺動台を相対的に移動
させる際には各リニアモータ機構に作用する電圧を低く
すればよく、各可動子と固定子との固定状態が解除され
、もって、各摺動台は軌道台に対して相対的に直線案内
されるのである。
[Operation] According to the technical means described above, each movable element of the linear motor mechanism interposed between the track base and each sliding base is attached to each sliding base via a flexible member. Therefore, when fixing each sliding base to the track base, it is only necessary to increase the voltage applied to each linear motor mechanism, and the excitation part of each mover is strongly excited, which increases the flexibility of each slider. By elastically deforming the members, each movable element is attracted to and fixed to its corresponding stator, and also acts on each linear motor mechanism when moving each slide table relative to the track base. By lowering the voltage, the fixed state between each mover and the stator is released, and each slide table is guided in a straight line relative to the track table.

[実施例] 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明の詳細
な説明する。
[Embodiments] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

第1図ないし第5図においては、この発明の第一実施例
に係る直線案内装置が示されている。この実施例の直線
案内装置は、長手方向に沿って延びる軌道台1と、この
軌道台1の上面側長手方向に沿って案内機構2を介して
案内される第一摺動台3と、上記軌道台1の下面側長手
方向に沿って案内機構4を介して案内される第二摺動台
5と、上記軌道台1と第一摺動台3との間に介装されて
第一摺動台3を駆動する第一リニアモータ機構6と、上
記軌道台1と第二摺動台5との間に介装されて第二摺動
台5を駆動する第二リニアモータ機構7とからなる。
1 to 5, a linear guide device according to a first embodiment of the invention is shown. The linear guide device of this embodiment includes a track base 1 extending along the longitudinal direction, a first sliding base 3 guided along the longitudinal direction on the upper surface side of the track base 1 via a guide mechanism 2, and the above-mentioned slide base 3. A second sliding base 5 guided along the longitudinal direction of the lower surface of the track base 1 via a guide mechanism 4, and a first sliding base interposed between the track base 1 and the first sliding base 3, A first linear motor mechanism 6 that drives the moving base 3; and a second linear motor mechanism 7 that is interposed between the track base 1 and the second sliding base 5 and drives the second sliding base 5. Become.

この実施例において、上記軌道台1は剛性あるレール部
材で一体的に成形されたもので、この軌道台1には、第
1図及び第2図に示すように、その左右両肩部及び両裾
部の長手方向に沿って夫々ボール転走溝11(具体的に
は11a 、11b )が形成されており、軌道台1の
上面及び下面中央部長手方向に沿って第−及び第二リニ
アモータ機構6.7の構成部材である固定子30が設け
られている。
In this embodiment, the track 1 is integrally molded with a rigid rail member, and the track 1 has both left and right shoulders and both sides, as shown in FIGS. 1 and 2. Ball rolling grooves 11 (specifically, 11a and 11b) are formed along the longitudinal direction of the hem, and the first and second linear motors are formed along the longitudinal direction of the center of the upper and lower surfaces of the track 1. A stator 30 is provided, which is a component of the mechanism 6.7.

尚、この軌道台1は、必ずしも一本のレール部材で形成
する必要はなく、一対のレールとボルスタ−とからなる
分割型に形成してもよい。
Note that this track base 1 does not necessarily need to be formed from a single rail member, and may be formed into a split type consisting of a pair of rails and a bolster.

また、上記第一摺動台3及び第二摺動台5は、第1図6
いし第3図並びに第5図に示すように、剛性を有する部
材で矩形枠状に形成されて中央部に矩形状の開口14が
形成されているボディ本体13と、このボディ本体13
の左右両側辺の軌道台1側面にねじ等の止着具15で取
付けられ且つ長手方向に沿って軌道台1のボール転走溝
11に相対面する負荷ボール満17と無負荷ボール溝1
8とが夫々形成されるベアリングブロック16とで構成
されており、軌道台1と各摺動台3.5との間に介装さ
れる案内機構2.4は、上記ベアリングブロック16と
、このベアリングブロック16の両端にねじ等の止着具
19で取付けられて上記ボール転走溝11及び負荷ボー
ル溝11と無負荷ボール溝18とを連通連結してボール
無限軌道を構成する方向転換溝21を備えた一対の側板
2Gと、上記軌道台1と各摺動台3.5のベアリングブ
ロック16との間で荷重を負荷しながら上記ボール無限
軌道内を転走する多数のボール22とからなる直線案内
ボールベアリングで構成されている。尚、各摺動台3.
5を構成するボディ本体13と摺動台3.5及び案内機
構2.4を構成するベアリングブロック16とはこれら
両者を一体に形成してもよいものである。
In addition, the first sliding table 3 and the second sliding table 5 are shown in FIG.
As shown in FIGS. 3 and 5, a main body 13 is formed of a rigid member into a rectangular frame shape and has a rectangular opening 14 formed in the center;
A loaded ball 17 and an unloaded ball groove 1 are attached to the side surfaces of the wayway 1 on the left and right sides of the track 1 with fasteners 15 such as screws, and face the ball rolling groove 11 of the wayway 1 along the longitudinal direction.
The guide mechanism 2.4 interposed between the track base 1 and each sliding base 3.5 is composed of the bearing block 16 and a bearing block 16 formed with a bearing block 16 and a bearing block 16, respectively. A direction changing groove 21 is attached to both ends of the bearing block 16 with fasteners 19 such as screws, and communicates and connects the ball rolling groove 11, the loaded ball groove 11, and the unloaded ball groove 18 to form a ball endless track. It consists of a pair of side plates 2G equipped with Consists of linear guide ball bearings. In addition, each sliding table 3.
The body main body 13 constituting the sliding table 3.5 and the bearing block 16 constituting the guide mechanism 2.4 may be integrally formed.

更に、この実施例において、第−及び第二リニアモータ
機構6.7は夫々固定子30と可動子40とからなるも
ので、第一リニアモータ6の固定子30は軌道台1の上
面中央部長手方向に沿って一体的に設けられ、幅方向に
延びる多数の歯31をピッチル1毎に配置したものであ
り、第二リニアモータ7の固定子30は軌道台1の下面
中央部長手方向に沿って一体的に設けられ、幅方向に延
びる多数の歯32をピッチl)2  (p1≠E)2)
毎に配置したものである。また、上記第一摺動台3のボ
ディ本体13の開口14上部は可撓性部材としての板バ
ネからなる天板3Bで塞がれており、上記第二摺動台5
のボディ本体13の開口14下部は可撓性部材としての
板バネからなる底板37で塞がれており、天板36、底
板37の前後両端部がボディ本体13前後の辺部にねじ
等の止着具38で取付けられると共に、天板36の下面
側に第一リニアモータ機構6の可動子40が固定され、
底板37の上面側には第二リニアモータ機構7の可動子
40が固定されている。この実施例において、上記可動
子40としては、第2図、第3図及び第5図に示すよう
に、その励磁部41として永久磁石41aと励磁コア4
1bとを併用した複合型のものが採用されており、この
励磁コア41bの先端下面には夫々の固定子30の歯3
1.32と所定のクリアランスを維持して相対峙する複
数の誘導子歯41cが形成されている。そして、各リニ
アモータ機構6.7の励磁方式としては、高推力を得る
ことができ、減衰振動が少なく、しかも、広い周波数範
囲に対して応答が可能な二相励磁方式が採用されており
、各リニアモータ機構6.7の可動子40は夫々の励磁
方向に応じて例えば1人力パルスに対して1/4ピツチ
I)、p2ずつ移動するようになっている。
Further, in this embodiment, the first and second linear motor mechanisms 6.7 each include a stator 30 and a movable element 40, and the stator 30 of the first linear motor 6 is located at the center section of the upper surface of the track base 1. A large number of teeth 31 that are integrally provided along the longitudinal direction and extend in the width direction are arranged for each pitchle 1. A large number of teeth 32 are provided integrally along the width direction and extend in the width direction with a pitch l)2 (p1≠E)2)
They are placed in each location. Further, the upper part of the opening 14 of the main body 13 of the first sliding table 3 is closed with a top plate 3B made of a plate spring as a flexible member, and the second sliding table 3
The lower part of the opening 14 of the body main body 13 is closed with a bottom plate 37 made of a leaf spring as a flexible member, and both the front and rear ends of the top plate 36 and the bottom plate 37 have screws or the like attached to the front and rear sides of the body main body 13. At the same time, the movable member 40 of the first linear motor mechanism 6 is fixed to the lower surface side of the top plate 36.
A movable element 40 of the second linear motor mechanism 7 is fixed to the upper surface side of the bottom plate 37. In this embodiment, as shown in FIGS. 2, 3, and 5, the movable element 40 includes a permanent magnet 41a and an excitation core 4 as its excitation part 41.
1b is adopted, and the teeth 3 of each stator 30 are provided on the bottom surface of the tip of this excitation core 41b.
1.32, a plurality of inductor teeth 41c are formed facing each other while maintaining a predetermined clearance. As the excitation method for each linear motor mechanism 6.7, a two-phase excitation method is adopted that can obtain high thrust, has little damped vibration, and can respond to a wide frequency range. The movable element 40 of each linear motor mechanism 6.7 is adapted to move, for example, by 1/4 pitch I), p2 per one manual pulse, depending on the respective excitation direction.

従って、この第一実施例に係る直線案内装置によれば、
図示外の固定ベットに例えば第二摺動台5を固定設置す
れば、第一摺動台3が軌道台1に沿って直線案内される
と共に、所定位置で拘束保持される。
Therefore, according to the linear guide device according to the first embodiment,
For example, if the second sliding table 5 is fixedly installed on a fixed bed (not shown), the first sliding table 3 is linearly guided along the track table 1 and restrained and held at a predetermined position.

今、軌道台1に沿って第一摺動台3を直線案内する際に
は、各リニアモータ機構6.7の固定子30と可動子4
0との間に発揮される吸引力が天板36、底板37の弾
性力を越えないように各可動子40の励磁部41に作用
する電圧を低くしてその吸引力を低下させるようにすれ
ばよい。このとき、各可動子40の誘導子歯41cと固
定子30の歯31.32との間には所定のクリアランス
が確保されることになり、各リニアモータ機構6.7の
可動子40は固定子30に対して移動可能な状態に設定
される。この状態において、各リニアモータ機構6.7
の各入力パルス毎の励磁方向を相互に一致されるように
すれば、各入力パルス毎に、第二摺動台5に対して軌道
台1が1/4p2だけ移動すると同時に、第一摺動台3
が軌道台1に対して1/4ρ1だけ同一方向に移動する
ことになり、第一摺動台3は各入力パルス毎に1/4 
 (p  +p2>ずつ早送りされることになる一方、
各リニアモータ機構6.7の各入力パルス毎の励磁方向
を相互に反転させるようにすれば、各入力パルス毎に、
第二摺動台5に対して軌道台1が1/41)、、だけ移
動すると同時に、第一摺動台3が軌道台1に対して1/
4p1だけ軌道台1の移動方向と逆の方向に移動するこ
とになり、上記第一摺動台3は固定ベットに対しては各
入力パルス毎に1/4  (1)1−p2 )だけ差動
的に微動することになるのである。
Now, when linearly guiding the first sliding table 3 along the track 1, the stator 30 and mover 4 of each linear motor mechanism 6.
The voltage applied to the excitation part 41 of each movable element 40 is lowered to reduce the attraction force so that the attraction force exerted between Bye. At this time, a predetermined clearance is secured between the inductor teeth 41c of each movable element 40 and the teeth 31.32 of the stator 30, and the movable element 40 of each linear motor mechanism 6.7 is fixed. It is set to be movable relative to the child 30. In this state, each linear motor mechanism 6.7
If the excitation directions of each input pulse of stand 3
will move in the same direction by 1/4ρ1 with respect to the track 1, and the first sliding table 3 will move by 1/4 for each input pulse.
(While it will be fast-forwarded by p + p2>,
If the excitation direction for each input pulse of each linear motor mechanism 6.7 is mutually reversed, for each input pulse,
At the same time, the first sliding table 3 moves by 1/41) with respect to the second sliding table 5, and the first sliding table 3 moves by 1/41) with respect to the second sliding table 5.
The first sliding table 3 moves by 4p1 in the opposite direction to the moving direction of the track 1, and the first sliding table 3 has a difference of 1/4 (1)1-p2) for each input pulse with respect to the fixed bed. This results in a slight dynamic movement.

反対に、第一摺動台3を固定ベット上に拘束保持する際
には、各リニアモー、夕機構6.7においてその固定子
30と可動子40との間に発揮される吸引力が可動子4
0を各摺動台3.5に取付けている可撓性部材の天板3
6、底板37の弾性力よりも大きくなるまで上記可動子
40の励16 m 41に作用する電圧を高くしてその
吸引力を高めるようにすればよい。このとき、上記天板
36、底板37が弾性的に撓んで各可動子40の誘導子
歯41cが固定子30の@31.32に吸着し、これら
の間のクリアランスが零となって各リニアモータ機構6
.7の各可動子40と固定子30との間には夫々最大の
保持力が生ずることになり、各可動子40は対応する固
定子30に固定される。それゆえ、軌道台1は第二摺動
台5に対して固定されると共に、第一摺動台3は軌道台
1に対して固定され、第一摺動台3は固定ベット上にお
いて拘束保持されるのである。
On the other hand, when the first sliding table 3 is restrained and held on the fixed bed, the suction force exerted between the stator 30 and the movable element 40 in each linear motion mechanism 6.7 is applied to the movable element. 4
A top plate 3 of a flexible member is attached to each slide table 3.5.
6. The attraction force may be increased by increasing the voltage applied to the movable member 40 until the elastic force becomes greater than the elastic force of the bottom plate 37. At this time, the top plate 36 and bottom plate 37 are elastically bent, and the inductor teeth 41c of each movable element 40 are attracted to @31.32 of the stator 30, and the clearance between them becomes zero, and each linear Motor mechanism 6
.. The maximum holding force is generated between each of the movable elements 40 and the stator 30, and each movable element 40 is fixed to the corresponding stator 30. Therefore, the track base 1 is fixed to the second slide base 5, the first slide base 3 is fixed to the track base 1, and the first slide base 3 is restrained and held on the fixed bed. It will be done.

また、この実施例においては、軌道台1と各摺動台3.
5との間の案内機構2.4が直線案内ボールベアリング
で構成されているため、案内部がボール22を利用した
転がり接触となり、案内部における摩耗が少なく抑えら
れるばかりか、軌道台1と各摺動台3.5との直線案内
時における間隔が一定に保たれるので、その分、各リニ
アモータ別構6.7の推力が安定したものになる。そし
てまた、上記案内機構2.4において、ボール転走溝1
1及び負荷ボール溝17をゴシックアーチ型に形成して
おけば、夫々の案内機構2.4が単列であるとしても、
各ボールが四点で接触するため上からの荷重、浮上り荷
重は確実に支承される。このため、軌道台1の厚さ方向
において案内機構を別異に設ける必要がなくなり、その
分、装置自体が厚さ方向に大型化する事態は有効に回避
される。
Further, in this embodiment, the track base 1 and each sliding base 3.
Since the guide mechanism 2.4 between the track base 1 and the track base 5 is composed of linear guide ball bearings, the guide part is in rolling contact using the balls 22, which not only suppresses wear in the guide part but also allows Since the distance from the slide table 3.5 during linear guidance is kept constant, the thrust of each linear motor separate unit 6.7 becomes stable accordingly. Furthermore, in the guide mechanism 2.4, the ball rolling groove 1
1 and the load ball groove 17 are formed in a Gothic arch shape, even if each guide mechanism 2.4 is in a single row,
Since each ball contacts at four points, loads from above and floating loads are reliably supported. Therefore, there is no need to separately provide a guide mechanism in the thickness direction of the track base 1, and the situation in which the device itself becomes larger in the thickness direction can be effectively avoided.

更に、この実施例においては、各リニアモータ機構6.
7の構成部材である可動子40は、各1言動台3.5に
おけるボディ本体13の開口14部分に格納配置される
構造になっているので、装置自体が薄型コンパクトなも
のになるばかりか、各摺動台3.5の軽量化を図ること
ができる。
Furthermore, in this embodiment, each linear motor mechanism 6.
The movable member 40, which is a component of 7, is structured to be stored in the opening 14 of the main body 13 in each speech and movement table 3.5, so that the device itself not only becomes thin and compact, but also It is possible to reduce the weight of each sliding table 3.5.

次に、第6図ないし第9図に示す第二実施例について説
明する。
Next, a second embodiment shown in FIGS. 6 to 9 will be described.

この実施例に係る直線案内装置の基本的構成は第一実施
例と略同様であるが、軌道台1と各摺動台3.5との間
に介装される案内機構2.4は、第一実施例と異なり、
直線案内ローラベアリングで構成されている。この実施
例において用いられる直線案内ローラベアリングは、相
対向する壁面にV字状のガイド溝51a、52aが刻設
された一対のガイドレール51.52と、このガイドレ
ール51.52間に介装されるローラケージ53とから
なるもので、上記ローラケージ53としては、長尺なリ
テーナ54の長手方向に多数の保持孔55を開設し、各
保持孔55には多数のロー556を交互に直交させて回
転可能に傾斜保持すると共に、各ローラ56の端面及び
周面を上記V字状のガイド溝51a、 52aに摺接さ
せるようにしたものが用いられている。尚、各ガイドレ
ール51.52は螺子等の止着具51.58を介して軌
道台1と各摺動台3.5とに夫々取付けられている。
The basic configuration of the linear guide device according to this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the guide mechanism 2.4 interposed between the track base 1 and each sliding base 3.5 is Unlike the first embodiment,
Consists of linear guide roller bearings. The linear guide roller bearing used in this embodiment consists of a pair of guide rails 51.52 with V-shaped guide grooves 51a and 52a carved on opposing wall surfaces, and a pair of guide rails 51.52 interposed between the guide rails 51.52. The roller cage 53 has a large number of holding holes 55 in the longitudinal direction of a long retainer 54, and a large number of rows 556 are arranged in each holding hole 55 alternately orthogonally. The rollers 56 are rotatably held at an angle, and the end surfaces and circumferential surfaces of each roller 56 are brought into sliding contact with the V-shaped guide grooves 51a and 52a. Note that each guide rail 51.52 is attached to the track base 1 and each slide base 3.5 via fasteners 51.58 such as screws.

従って、この実施例に係る直線案内装置によっても、第
一実施例と同様な作用、効果を奏するばかりか、案内I
l構2.4として直線案内ボールベアリングを用いた場
合に比べて、ボールの無限軌道を構成する必要がな(な
る分、案内機構2.4の構造を簡略化することができる
Therefore, the linear guide device according to this embodiment not only provides the same functions and effects as the first embodiment, but also provides the guide I
Compared to the case where linear guide ball bearings are used as the l structure 2.4, there is no need to construct an endless track for the balls (therefore, the structure of the guide mechanism 2.4 can be simplified.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明してきたように、本発明に係る直線案内装置に
よれば、軌道台の両側に夫々摺動台を案内機構を介して
配設し、送り機構として一対のリニアモータ薗構を用い
ることにより、一方の摺動台を他方の摺動台に対して差
動送りするようにしたので、送り機構を別途設けること
なく、微動及び早送り動作を高精度に行なわせることが
できるという基本的効果を奏するほか、各リニアモータ
機構に作用させる電圧を変化させるという簡単な操作に
よって、軌道台に対して各摺動台を固定若しくは固定解
除することができるので、軌道台に対して各摺動台を固
定するためのクランプ装置等を別途に設ける必要がなく
なり、その分、クランプ装置等の設置スペースが不要に
なり、装置自体をコンパクトにすることができると共に
装置コストを安くすることができ、更に、摺動台の停止
動作精度についても、クランプ装置等の固定手段の動作
精度に影響されることなく、高精度なものにすることが
できる。
As explained above, according to the linear guide device according to the present invention, sliding bases are disposed on both sides of the track via the guide mechanism, and a pair of linear motor guide structures are used as the feeding mechanism. Since one sliding table is differentially fed with respect to the other sliding table, the basic effect is that fine movement and rapid movement can be performed with high precision without the need for a separate feeding mechanism. In addition, by simply changing the voltage applied to each linear motor mechanism, each sliding base can be fixed or unfixed to the track base, so each sliding base can be fixed to or unfixed to the track base. There is no need to separately provide a clamping device, etc. for fixing, which eliminates the need for installation space for the clamping device, etc., making it possible to make the device itself more compact and to reduce the device cost. The accuracy of the stopping operation of the slide table can also be made highly accurate without being affected by the accuracy of operation of the fixing means such as the clamp device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る直線案内装置の第一実施例を示す
斜?ll説明図、M2図及び第3図は第1図中■−■線
及び■−■線断面図、第4図は第2図中rV−rV線断
面図、第5図は実施例に係る摺動台及びリニアモータ機
構の可動子を示す分解斜視図、第6図及び第7図は本発
明に係る直線案内装置の第二実施例を示す第2図及び第
3図に相当する説明図、第8図及び第9図は第6図中■
部及び第7図中■部拡大説明図である。 符号の説明 (1)・・・軌道台 (2)・・・案内機構 (3〉・・・第一摺動台 (4)・・・案内機構 (5)・・・第二摺動台 (6)・・・第一リニアモータ機構 (7)・・・第二リニアモータ機構 (30)・・・固定子 (40)・・・可動子 (36)・・・天板(可撓性部材) (31)・・・底板(可撓性部材) 特許出願人     寺 町   博 代 理 人     弁理士 成瀬 勝夫(外2名) 第4図 第5図
FIG. 1 is an oblique view showing a first embodiment of a linear guide device according to the present invention. ll explanatory drawing, M2 drawing, and Fig. 3 are cross-sectional views taken along ■-■ lines and ■-■ lines in Fig. 1, Fig. 4 is a sectional view taken along rV-rV lines in Fig. 2, and Fig. 5 relates to the embodiment. 6 and 7 are explanatory diagrams corresponding to FIGS. 2 and 3 showing a second embodiment of the linear guide device according to the present invention; FIGS. , Figures 8 and 9 are ■ in Figure 6.
FIG. Explanation of symbols (1)...Railway (2)...Guide mechanism (3>...First sliding table (4)...Guiding mechanism (5)...Second sliding table ( 6)...First linear motor mechanism (7)...Second linear motor mechanism (30)...Stator (40)...Movable element (36)...Top plate (flexible member ) (31)...Bottom plate (flexible member) Patent applicant Hiroyo Teramachi Patent attorney Katsuo Naruse (2 others) Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)長手方向に沿って延びる軌道台と、この軌道台の一
方面側長手方向に沿つて案内機構を介して案内される第
一摺動台と、上記軌道台の他方面側長手方向に沿つて案
内機構を介して案内される第二摺動台と、上記軌道台の
第一摺動台側にその長手方向に沿って設けられた幅方向
に延びる多数の歯を有する第一固定子及び第一摺動台側
に上記第一固定子との間に所定のクリアランスを維持し
て取付けられた複数の励磁部を有する第一可動子で構成
されて上記第一摺動台を駆動する第一リニアモータ機構
と、上記軌道台の第二摺動台側にその長手方向に沿って
設けられた幅方向に延びる多数の歯を有する第二固定子
及び第二摺動台側に上記第二固定子との間に所定のクリ
アランスを維持して取付けられた複数の励磁部を有する
第二可動子で構成されて上記第二摺動台を駆動する第二
リニアモータ機構とからなり、上記各リニアモータ機構
の可動子を可撓性部材を介して各摺動台に取付けたこと
を特徴とする直線案内装置。 2)案内機構が多数のボールを有する直線案内ボールベ
アリングであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の直線案内装置。 3)案内機構が多数のローラを有する直線案内ローラベ
アリングであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の直線案内装置。 4)各摺動台は各リニアモータ機構の可動子が格納配置
される開口部分を備えていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の直線案内装置。
[Scope of Claims] 1) A track base extending along the longitudinal direction, a first sliding base guided via a guide mechanism along one side of the track base in the longitudinal direction, and the other track bases described above. A second sliding table guided via a guide mechanism along the longitudinal direction of the front side, and a large number of teeth extending in the width direction provided on the first sliding table side of the track base along the longitudinal direction. and a first movable element having a plurality of excitation parts mounted on the first sliding table side with a predetermined clearance maintained between the first stator and the first stator. a first linear motor mechanism that drives the moving base; a second stator and a second sliding member provided on the second sliding base side of the track base along the longitudinal direction thereof and having a large number of teeth extending in the width direction; A second linear motor mechanism configured with a second mover having a plurality of excitation parts mounted on the base side with a predetermined clearance maintained between the second stator and the second stator, and driving the second sliding base. A linear guide device comprising: a movable element of each of the linear motor mechanisms described above is attached to each slide table via a flexible member. 2) The linear guide device according to claim 1, wherein the guide mechanism is a linear guide ball bearing having a large number of balls. 3) The linear guide device according to claim 1, wherein the guide mechanism is a linear guide roller bearing having a large number of rollers. 4) The linear guide device according to claim 1, wherein each slide table has an opening portion in which a mover of each linear motor mechanism is housed.
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